■コンウェイのソファ問題(その4)

[Q]幅1mで,途中で直角に曲がっている廊下を通すことのできる最大のソファの形状と面積を求めよ.

に関連する問題を取り上げたい.

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[Q]幅1mで,途中で直角に曲がっている廊下を通すことのできる最大の長方形の面積を求めよ.

[A]長辺の長さを√2の長方形を考えると,短辺の長さは√2/2:面積1

  長辺の長さを2の長方形を考えると,短辺の長さは√2−1:面積2(√2−1)

  長辺の長さを2√2の長方形を考えると,短辺の長さは0:面積0

 長方形の面積は1を超えることができないのである.

[Q]最大のソファの面積が2√2を超えないことを証明せよ.

[A]45°回転させた幅1の帯を考える.2つの平行四辺形が分離せずにおなさる位置で面積は2√2となる.

[Q]ハマースレー型ソファ(1×Lの長方形の両端に半径1の四分円をつけ加え,直径Lの半円を削り取った形)の面積が最大になるLは?

[A]S=2(L/2)−π/2(L/2)^2+π/2

を最大とするLは

  S’=1−π/2・L/2=0→L=4/π

  そのとき,S=π/2+2/π=2.2074

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